专利名称：具有趋势提取功能的压力变送器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种压力变送器，特别涉及一种具有趋势提取功能的压力变送器。
背景技术：
压力变送器在石油、焦化、钢厂以及电厂等领域应用非常广泛。随着油田数字化的进展以及焦化厂、钢厂等自动化程度的提高，对压力变送器的可靠性、准确性以及智能化特性提出了更高的要求。在某些特殊的场合，需要在现场长时间记录下测试的数据，并且要提取出在一段时间内数据的变化趋势，更利于对压力信号的分析。经验模态分解的方法是一种新的低频信号提取方法，该方法的本质是利用信号的特征时间尺度来获得固有的波动模态，从而达到分解数据的目的。和传统的低频信号提取方法相比较，比如低通滤波方法等，该方法具有的优势是提取的低频信号更加真实可靠，特别是信号的边缘部分，不会造成由于算法的原因出现低频失真的现象，目前所采用的经验模态分解方法中，其算法复杂、计算量大、运算效率低，并且所提取的边缘信号不够真实，不适应于内嵌式系统的要求。
实用新型内容为了实现压力变送器压力信号的趋势提取功能，使其满足某些测试情况下的要求，本实用新型实施例提供了一种具有趋势提取功能的压力变送器。所述技术方案如下一种具有趋势提取功能的压力变送器，包括信号调理单元、壳体和显示模块，所述信号调理单元连接封装于所述壳体内，所述显示模块设置于所述壳体的外侧且与所述信号调理单元连接，用于参数的显示，所述信号调理单元包括信息存储模块，用于信号和系统参数的存储；趋势提取模块，与所述信息存储模块、显示模块分别连接，其提取所述信息存储模块所存储的压力信息，并通过运算获取所设定时间段内的趋势压力信号，所述显示模块将所提取的压力趋势信号予以显示。进一步，所述变送器的壳体上还设有与上位机实现通讯的RS485数字接口，用于实现压力值和趋势压力信号的实时上传。本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果是具有趋势提取功能。本实用新型所提供的变送器中集成了趋势提取和运算模块功能，可以把一段时间内压力变化的总体趋势提取出来并由显示单元显示出来，方便操作人员现场查看；
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型所提供的压力变送器总体结构剖视示意图；图2为图1中感应芯片上4个电阻的分布示意图；图3为本实用新型所提供的信号预处理模块原理图；图4为本实用新型所提供的信号处理模块的电源原理图；图5为本实用新型所提供的信号放大模块原理图；图6为本实用新型所提供的信号采集模块原理图；图7为本实用新型所提供的信息存储模块原理图；图8为本实用新型所提供的显示模块原理图；图9为等斜率延拓技术原理图；图中1-壳体；2-信号调理单元；3-感压芯片；4_引压连接管。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。本实用新型提出的一种具有趋势功能提取的压力变送器，其结构示意图见图1，是由带螺纹和密封环的引压连接管1、感压芯体2、信号调理单元3和壳体4组成，其中感压芯体采用的是溅射薄膜工艺制作而成。所述的信号调理模块包括信号调理硬件电路和信号调理算法，该模块和感压芯体最终被封装在壳体中，引压连接管I与管道螺纹连接。感压芯体采用了溅射方法，选用17-4PH不锈钢作为承压膜片的基础材料，研磨和抛光之后，在其上溅射绝缘层和合金层，再利用光刻和刻蚀制作而成。制备完的芯体表面集成了 4个电阻，如图2所示，处于承压膜片的最大变形区，通过光刻工艺把它们组成惠斯顿电桥，把压力信号转化为桥路输出电压信号。由于感压芯体采用了溅射薄膜技术，因此本实用新型的综合精度、零点温度、温度灵敏度都很优越，且长期稳定性好，具体参数如下综合精度0. 05 O. 2级;零点温度漂移小于O. 002%FS/°C ；零点时间漂移小于O. 1%FS/年；测量压力0·5MPa 220MPa ；工作温度范围-40°C 80°C ；桥臂电阻1 3ΚΩ;压力趋势的显示区间1-365天；输出形式数字量输出(RS485)或者4 20mA。信号调理单元包括信号预处理模块、信号放大模块、信号采集模块、信息存储模块、趋势提取模块以及显示模块。其中信号预处理模块采用了低通滤波消除高频干扰的方式来实现，在具体操作时采用RC无源滤波方法，信号放大模块采用的芯片是LM324，如图5所示；信号采集模块采用的芯片是Maxl25，如图6所示；信息存储模块采用的是FLASH芯片SST39VF400B8 ;如图7所示，信号预处理 模块采用数字信号处理芯片TMS320VC33，如图3所示；液晶显示模块采用NH12864，可以显示中文和图形，如图8所示。针对压力变送器本身重要参数的存储，为确保万无一失，系统参数(如标定系数、压力零点值、数据显示周期、通讯参数等)被拷贝成至少相同的三份，存储在FLASH芯片的不同的数据存储区内。当系统需要使用存储的参数时，系统将会将各个数据存储区中的对应参数都取出来，采用表决法来产生有效的应用参数，这样做可以防止FLASH存储器在一些意外情况下存储的数据失效，提高了参数存储的可靠性，这里的表决法具体是指当提取的各数据存储区中的系统参数全部相同时，各数据存储区所存储的系统参数数据有效；若其中存在一个数据存储区所存储的系统参数与其它各数据存储区所存储的系统参数不同，则判断所存储的系统参数数据失效。本实用新型的压力变送器具有压力变化趋势提取功能，操作人可以对保存数据的·周期进行设定，最短可以设定为一天，最长可以设定到一年，超出一年的数据采用先入先出的方式自动替换。对保存的数据采用经验模态分解算法进行运算，系统自动提取出低频信号，即该周期内的压力变化趋势。其中的经验模态分解的基本原理如下首先找到信号的极大值和极小值，通过3次样条拟合，从而获得信号的上包络曲线和下包络曲线，计算上下包络曲线在每一点上的平均值，从而获得一平均值曲线ml，设分析信号为X (t)，则X (t) -Hi1=C1从理论上讲，Cl即为第一阶固有模态函数，然后，从原始信号中减去Cl，即可获得信号的逼近分量Rl。X (t) -C1=R1对Rl重复上面的过程，就可以获得第二阶固有模态函数，通过经验模态分解算法对信号的一次次的筛分，就可以获得信号的多个固有模态函数和一个逼近分量Rn，从而信号可由下式表示
权利要求1.一种具有趋势提取功能的压力变送器，包括信号调理单元、壳体和显示模块，所述信号调理单元连接封装于所述壳体内，所述显示模块设置于所述壳体的外侧且与所述信号调理单元连接，用于参数的显示，其特征在于，所述信号调理单元包括 信息存储模块，用于信号和系统参数的存储，其至少设有三个用于防止系统数据失效的数据存储区，所述压力变送器的系统参数分别存储于各个数据存储区中； 趋势提取模块，与所述信息存储模块、显示模块分别连接，其提取所述信息存储模块所存储的压力信息，并获取所设定时间段内的趋势压力信号，所述显示模块接收所述趋势提取模块所提取的压力趋势信号，并将其予以显示。
2.根据权利要求1所述的压力变送器，其特征在于， 所述变送器的壳体上还设有与上位机实现通讯的RS485数字接口，用于实现压力值和趋势压力信号的实时上传。
专利摘要本实用新型公开了一种具有趋势提取功能的压力变送器，包括信号调理单元、壳体和显示模块，信号调理单元连接封装于所述壳体内，显示模块设置于所述壳体的外侧且与信号调理单元连接，用于参数的显示，信号调理单元包括信息存储模块、趋势提取模块，其中信息存储模块用于信号和系统参数的存储；趋势提取模块与所述信息存储模块、显示模块分别连接，其提取所述信息存储模块所存储的压力信息，并通过运算获取所设定时间段内的趋势压力信号，所述显示模块将所提取的压力趋势信号予以显示；本实用新型采用趋势提取模块将信息存储模块中的一段时间内的压力信号予以提取、运算，提取出在一段时间内数据的变化趋势，更利于对压力信号的分析。
文档编号G01L1/00GK202836867SQ20122015803
公开日2013年3月27日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日
发明者陈勇, 张明禄, 徐永高, 张书平, 陈德见, 于志刚, 盖广洪, 吕小俊, 许晨光 申请人:中国石油天然气股份有限公司